T700碳纤维增强环氧树脂基复合材料自然老化性能与机制

张代军; 刘刚; 包建文; 唐邦铭; 钟翔屿; 陈祥宝

doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151022.002

T700碳纤维增强环氧树脂基复合材料自然老化性能与机制

中航工业复合材料技术中心, 北京航空材料研究院, 先进复合材料重点实验室, 北京 100095

基金项目: 国家自然科学基金（51203144）

详细信息

通讯作者:
包建文,博士,研究员,研究方向为树脂基复合材料。E-mail:baojianwen@sohu.com

中图分类号: TB332
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出版历程
- 收稿日期: 2015-06-25
- 修回日期: 2015-09-17
- 录用日期: 2015-09-17
- 刊出日期: 2016-07-14

Environmental aging performance and mechanism of T700 carbon fiber reinforced epoxy resin matrix composites

Science and Technology on Advanced Composites Laboratory, Beijing Institute of Aeronautical Materials, AVIC Composite Center, Beijing 100095, China

摘要

摘要: 为验证复合材料的耐久性，对T700碳纤维增强环氧树脂基复合材料经自然老化后的微观形貌、表面元素含量、热性能与力学性能等进行了研究。结果表明：在光氧老化与热氧老化的共同作用下，T700碳纤维增强EP-A环氧树脂基（T700/EP-A）复合材料表层树脂将发生老化降解，并且随自然老化时间的延长，T700/EP-A复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低，未老化试样的玻璃化转变温度为207℃，经过自然老化处理3年后，其玻璃化转变温度降低为180℃，延长自然老化时间至5年时，其玻璃化转变温度进一步降低至172℃。而自然老化过程对复合材料力学性能可能同时存在着增强效应与损伤效应，因此造成了T700/EP-A与T700/EP-B复合材料的不同力学性能表现出相异的变化趋势。随自然老化时间延长，T700/EP-A与T700/EP-B复合材料纵向拉伸强度表现出先升高后降低的趋势，纵向弯曲强度表现出逐渐升高的趋势，纵向压缩强度与层间剪切强度存在波动，未呈现出明显变化。
- 自然老化 /
- 碳纤维复合材料 /
- 环氧树脂 /
- 力学性能 /
- 热性能分析
Abstract: In order to verify the durability of composites, the microscopic morphology, surface element content, thermal properties and mechanical properties of T700 carbon fiber reinforced epoxy resin matrix composites were studied after environmental aging. The results show that the coaction of photo-oxidative degradation and thermo-oxidative degradation cause the T700 carbon fiber reinforced EP-A epoxy resin matrix (T700/EP-A) composites surface resin aging degradation. With the extension of environmental aging time, the glass transition temperature of T700/EP-A composites decreases gradually. After 3 years of environmental aging treatment, glass transition temperature of T700/EP-A composites decreases from 207℃(un-aged specimen) to 180℃, and to 172℃ after extending environmental aging of 5 years. Enhancing effects and damaging effects of the environmental aging process may coexist in the mechanical properties of the composites, thus resulting in different mechanical properties of T700/EP-A and T700/EP-B composites showing disparate trends. With the extension of environmental aging time, the longitudinal tensile strength of T700/EP-A and T700/EP-B composites first increases then decreases, the longitudinal flexural strength gradually increases, fluctuant longitudinal compress strength and interlaminar shear strength show no significant variation tendency.
- environmental aging /
- carbon fiber composites /
- epoxy resin /
- mechanical properties /
- thermal property analysis

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施引文献(20)

期刊类型引用(15)

1.	王瑞杰，艾启胜，任旭，章彪，陈文德. 单桩竖向抗拔静载荷试验用碳纤维复材的开发应用研究. 粘接. 2024(04): 64-68 . 百度学术
2.	任明伟，自雅娴，张莹，周玉敬，邱虹，刘刚，白华，胡晓兰. 氧化石墨烯的尺寸对碳纤维/环氧树脂湿热界面性能的影响. 材料工程. 2023(09): 208-216 . 百度学术
3.	单瑞俊，郭聪聪，夏晶，尹国强，胡啸天. 树脂基碳纤维复合材料层间梯度取向增韧的性能研究. 化工新型材料. 2023(09): 168-172 . 百度学术
4.	孙书，李秀杰，回天力，刘丽霞，于文涛，杨耀东，李晶，万蕾，李伟煜，肖晓明，赵海泉，赵川. 航天器用4211环氧树脂体系湿热老化试验与贮存寿命评估. 载人航天. 2022(06): 766-770 . 百度学术
5.	胡明，祝保林. 氰酸酯树脂/纳米氧化铜复合材料制备及性能. 工程塑料应用. 2021(04): 1-7 . 百度学术
6.	胡明，祝保林. 氰酸酯树脂/纳米γ-Al_2O_3复合材料的制备及性能. 热固性树脂. 2021(04): 1-9 . 百度学术
7.	肖何，陈藩，刘寒松，肇研. 国产ZT7H碳纤维表面状态及其复合材料界面性能. 复合材料学报. 2021(08): 2554-2567 . 本站查看
8.	卢康逸，张月义，杨小平，李刚，苏清福，高尚兵. 碳纤维复合材料层间增强增韧技术研究进展. 航空制造技术. 2020(18): 14-23 . 百度学术
9.	祝保林，周胜波. 氰酸酯树脂/纳米三氧化二镧复合材料研究. 热固性树脂. 2019(01): 44-49 . 百度学术
10.	祝保林，赵敏，周胜波. 氰酸酯树脂/纳米三氧化二铈粒子复合材料的制备及性能研究. 渭南师范学院学报. 2019(02): 74-81 . 百度学术
11.	王迎芬，彭公秋，谢富原. 国产T700级碳纤维/BMI复合材料湿热性能. 材料科学与工艺. 2018(03): 16-22 . 百度学术
12.	李洪峰，王德志，刘仲良，曲春艳，顾继友，冯浩. 聚甲基丙烯酸甲酯@聚丁二烯核壳结构纳米粒子增韧双酚A型氰酸酯树脂性能. 复合材料学报. 2018(03): 514-520 . 本站查看
13.	操隆震，余万兴. 湿热老化对环氧树脂复合材料性能产生的影响. 山东工业技术. 2018(08): 58 . 百度学术
14.	吴志刚. 碳纤维增强环氧树脂基复合材料的研究进展. 天津科技. 2018(07): 53-58 . 百度学术
15.	王君龙，周胜波，张敬人，祝保林. 氰酸酯树脂/纳米三氧化二钬复合材料的制备及性能. 工程塑料应用. 2018(09): 41-46 . 百度学术